土层重构模式下接种DSE对玉米根系形态及水分利用的影响

作者：毕银丽; 李明超; 柯增鸣; 杨伟; 薛超

来源：煤炭学报, 2023, 48(08): 3191-3203.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2022.1179

• 生态修复
• 根系形态
• 土层重构
• DSE (深色有隔内生真菌)
• 水分利用模式

干旱半干旱区煤矿露天开采破坏了地表形态，加速水土流失，水资源的缺失严重影响了露天矿排土场植被恢复的效果。土层重构与微生物修复技术为解决露天矿排土场植被缺水困境指明了方向，但目前对土层重构下植物根系形态特征与土壤水分利用的关系以及深色有隔内生真菌(DSE)在其中起到的重要作用缺乏足够的认识，因此，本研究旨在探究土层重构模式下玉米根系生长和水分利用情况以及DSE的作用机制。研究对象为玉米，在温室进行为期4个月的土层重构室内模拟试验。试验布设3组处理，分别为空白对照(N-CK)、土层重构不接种DSE(L-CK)、土层重构且接种DSE(L-DSE)。试验结果表明：(1)与纯砂土处理相比，土层重构处理的玉米根系总根长度降低了39.7%，根系中小于0.3 mm细根的比例提高了8.86%，深层(50～70 cm)土壤水分的利用率提高了16.1%。(2)与土层重构不接种DSE处理相比，接种DSE玉米的叶片脯氨酸含量提高了69.8%,30～50 cm土层根系根尖数、比根长分别提高了106.6%、38.5%，且深层水分的利用效率相较于纯砂土处理及土层重构不接种DSE处理分别增加了29.3%、11.1%。(3)玉米根系的根尖数与比根长是土层重构模式下实现对深层土壤水分高效利用的关键根系特征。综合研究表明，土层重构有助于优化玉米根系结构，提高细根所占比例及根尖数目，改善缺水环境下玉米的水分利用模式，且土层重构模式下接种DSE可以通过提高玉米叶片脯氨酸含量，优化玉米根系结构等途径提高对深层土壤水分的利用率，进而提高作物的长期抗旱能力。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 西安科技大学; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室